Hoàn thiện qui trình phân tích hàm lượng hàn the borat bằng kỹ thuật icp oes và khảo sát hàm lượng hàn the trong một số loại thực phẩm trên địa bàn thành phố hồ chí minh

i THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TT DỊCH VỤ PHÂN TÍCH THÍ NGHIỆM TP.HCM SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ BÁO CÁO TỔNG HỢP KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

i

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TT DỊCH VỤ PHÂN TÍCH THÍ NGHIỆM TP.HCM

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

HOÀN THIỆN QUI TRÌNH PHÂN TÍCH HÀN THE (BORAT) BẰNG KỸ THUẬT ICP – OES VÀ KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG HÀN THE TRONG MỘT

SỐ LOẠI THỰC PHẨM TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cơ quan chủ trì nhiệm vụ: TRUNG TÂM DỊCH VỤ PHÂN TÍCH

THÍ NGHIỆM TP.HCM

Chủ nhiệm nhiệm vụ: ThS NGUYỄN HOÀNG NGỌC HÂN

Thành phố Hồ Chí Minh – 2020

ii

ỦY BAN NHÂN DÂN SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TT DỊCH VỤ PHÂN TÍCH THÍ NGHIỆM TP.HCM

SỞ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

CHƯƠNG TRÌNH KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP THÀNH PHỐ

BÁO CÁO TỔNG HỢP

KẾT QUẢ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ

HOÀN THIỆN QUI TRÌNH PHÂN TÍCH HÀN THE (BORAT) BẰNG KỸ THUẬT ICP – OES VÀ KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG HÀN THE TRONG

MỘT SỐ LOẠI THỰC PHẨM TRÊN ĐỊA BÀN

iii

TRUNG TÂM DỊCH VỤ PHÂN TÍCH

THÍ NGHIỆM TP HỒ CHÍ MINH

HOÀN THIỆN QUI TRÌNH PHÂN TÍCH HÀN THE (BORAT) BẰNG KỸ

THUẬT ICP – OES VÀ KHẢO SÁT HÀM LƯỢNG HÀN THE TRONG MỘT

SỐ LOẠI THỰC PHẨM TRÊN ĐỊA BÀN THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Thuộc: Chương trình/lĩnh vực: Khoa học tự nhiên

2 Chủ nhiệm nhiệm vụ:

Họ và tên: Nguyễn Hoàng Ngọc Hân

Ngày, tháng, năm sinh: 19/07/1972 Nam/ Nữ: Nữ

Học hàm, học vị: Thạc Sĩ

Chức danh khoa học: không Chức vụ: Trưởng phòng

Điện thoại: Tổ chức: 02839100823 Nhà riêng: không

Mobile: 0903189678 Fax: không

E-mail: hannhn@case.vn

Tên tổ chức đang công tác: Trung tâm Dịch vụ Phân tích Thí Nghiệm TP.HCM

iv

Địa chỉ tổ chức: 02 Nguyễn Văn Thủ, P Đakao, Q.1, TP.HCM

Địa chỉ nhà riêng: 52C Vũ Huy Tấn, P.3, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

3 Tổ chức chủ trì nhiệm vụ:

Tên tổ chức chủ trì nhiệm vụ: Trung tâm Dịch vụ Phân tích Thí Nghiệm TP.HCM

Điện thoại: 02838295087 Fax: 02838293087

E-mail: casehcm.@case.vn Website: www.case.vn

Địa chỉ: 02 Nguyễn Văn Thủ, P Đakao, Q.1, TP.HCM

Họ và tên thủ trưởng tổ chức: Chu Vân Hải

Số tài khoản: 3713.0.1047074.00000

Kho bạc: Nhà nước/ Ngân hàng: Kho bạc nhà nước Quận 1

Tên cơ quan chủ quản đề tài: Sở Khoa Học Công Nghệ TP.HCM

II TÌNH HÌNH THỰC HIỆN

1 Thời gian thực hiện nhiệm vụ:

- Theo Hợp đồng đã ký: từ tháng 09 năm 2019 đến tháng 9 năm 2020

- Thực tế thực hiện: từ tháng 09 năm 2019 đến tháng 09 năm 2020

- Được gia hạn (nếu có): được gia hạn đến tháng 12/2020

2 Kinh phí và sử dụng kinh phí:

a) Tổng số kinh phí thực hiện: 494.200.000 đồng, trong đó:

+ Kinh phí hỗ trợ từ ngân sách khoa học: 494.200.000 đồng

v

+ Kinh phí từ các nguồn khác: 0 đồng

Tình hình cấp và sử dụng kinh phí từ nguồn ngân sách khoa học:

Số TT

(Số đề nghị quyết toán)

Tổng NSKH

Nguồn khác

Tổng NSKH

Nguồn khác

Số, thời gian ban

Nội dung tham gia chủ yếu

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Ghi chú*

Nội dung tham gia chính

Sản phẩm chủ yếu đạt được

Xây dựng thuyết minh chi tiết đề tài, nghiên cứu tổng quan, Phân công, định hướng, theo dõi các thành viên trong nhóm thực hiện Thu thập số

liệu phân tích viết báo cáo, viết báo khoa học và tổ chức lớp tập huấn cho các doanh nghiệp

Bài thuyết minh đề tài

Bài báo cáo khoa học giữa kỳ và

cuối kỳ hạn của nhiệm

Xây dựng thuyết minh chi tiết đề tài, nghiên cứu tổng quan,thu thập mẫu thực phẩm tại các chợ, khu vực hàng rong trên địa bàn

Bài thuyết minh đề tài

Bài báo cáo khoa học giữa kỳ và

cuối kỳ hạn

viii

Thành phố Hồ Chí

Minh, Phân tích hàm lượng Borate trong các dạng mẫu thực phẩm Thu thập số liệu Hỗ trợ đánh giá số liệu viết báo cáo

Xây dựng thuyết minh chi tiết đề tài, nghiên cứu tổng quan, thu thập mẫu thực phẩm tại các chợ, khu vực hàng rong trên địa bàn Thành phố Hồ Chí

Minh, Hoàn thiện qui trình phân tích hàm lượng Borate bằng kỹ thuật ICP - OES; Phân tích hàm lượng Borate trong các dạng mẫu thực phẩm

Qui trình hoàn chỉnh phương pháp phân tích Borate

Dữ liệu khảo sát Borate tại Tp.HCM

4 Nguyễn Đức

Tuyên

Nguyễn Đức Tuyên

Hoàn thiện qui trình phân tích hàm lượng Borate bằng kỹ thuật ICP -OES;

Phân tích hàm lượng

Qui trình hoàn chỉnh phương pháp phân tích Borate

ix

Borate trong các dạng mẫu thực phẩm

Dữ liệu khảo sát Borate tại Tp.HCM

5 Đinh Văn

Hiệp

Đinh Văn Hiệp

Hoàn thiện qui trình phân tích hàm lượng Borate bằng kỹ thuật ICP -OES;

Phân tích hàm lượng Borate trong các dạng mẫu thực phẩm

Qui trình hoàn chỉnh phương pháp phân tích Borate

Dữ liệu khảo sát Borate tại Tp.HCM

6 Nguyễn Thị

Bạch Yến

Nguyễn Thị Bạch Yến

Hoàn thiện qui trình phân tích hàm lượng Borate bằng kỹ thuật ICP -OES;

Phân tích hàm lượng Borate trong các dạng mẫu thực phẩm

Qui trình hoàn chỉnh phương pháp phân tích Borate

Dữ liệu khảo sát Borate tại Tp.HCM

6 Tình hình hợp tác quốc tế:

Số

TT

Theo kế hoạch

(Nội dung, thời gian, kinh phí,

địa điểm, tên tổ chức hợp tác,

số đoàn, số lượng người tham

Ghi chú*

1

Lớp huấn luyện phương pháp « xác

định hàm lượng hàn the trong thực

phẩm bằng phương pháp ICP-OES »,

cho ít nhất 10 doanh nghiệp ở thành

phố Hồ Chí Minh tại hội trường Trung

tâm Dịch vụ Phân tích Thí nghiệm Tp

hoạch

Thực tế đạt được

1

Hoàn thiện qui trình phân tích

hàn the (Borate) bằng phương

pháp ICP – OES

02/2019

02/2019 Nhóm nhiệm vụ

20/09/2019-Công việc 1: Khảo sát các yếu

tố ảnh hưởng chính đến quy

trình xử lý mẫu thể tích dung

dịch hóa chất dùng để chiết, thời

gian và nhiệt độ đun mẫu

Tháng 09/2019 – 02/2020

Đã hoàn thành

xi

Công việc 2: Phân tích hàm

lượng Borate trong mẫu nguyên

liệu của các nhóm thực phẩm

cần khảo sát

- Thịt tươi

- Cá tươi

- Bột mì chưa qua sơ chế

- Các thành phẩm của nhóm cây

họ đậu hoặc các sản phẩm khác

có bổ sung protein thực vật

dùng cho thực phẩm chay

Tháng 09/2019 – 02/2020

Đã hoàn thành

Công việc 3: Xác định giới hạn

phát hiện (MDL), giới hạn định

lượng (MQL) của phương pháp

Tháng 09/2019 – 02/2020

Đã hoàn thành

Công việc 4: Tính toán hiệu suất

thu hồi, độ lặp lại và độ tái lập

Tháng 09/2019 – 02/2020

Đã hoàn thành

2

Khảo sát hàm lượng Borate

trong một số loại thực phẩm trên

địa bàn Thành phố Hồ Chí

Minh

Tháng 03/2019 – 10/2020

Đã hoàn thành

Các nội dung, công việc chủ

yếu cần được thực hiện

xii

Công việc 1: Thu thập mẫu để

khảo sát hàm lượng Borate

-Khảo sát, sàng lọc các nhóm

thực phẩm có nguy cơ chứa

Borate cao

-Xác định khu vực và địa điểm

cần lấy mẫu

-Tính toán cỡ mẫu, lượng mẫu

cần lấy đối với từng nhóm thực

phẩm

-Lập kế hoạch và triển khai việc

thu thập mẫu

Tháng 09/2019 – 10/2019

Đã hoàn thành

Công việc 2: Tiến hành phân

tích

-Chuẩn bị dụng cụ: Dụng cụ

phải sạch, được sấy khô đảm

bảo không nhiễm chéo, nhiễm

gián tiếp theo các tiêu chuẩn

-Chuẩn bị hóa chất, thiết bị, giấy

định tính Borate, qui trình kiểm

nghiệm, chất chuẩn trong phòng

thí nghiệm

-Tiến hành phân tích hàm lượng

Borate trong mẫu đã được lấy

theo quy trình ở mục 1

-Phân tích mẫu QA/QC

Tháng 09/2019 – 08/2020

Đã hoàn thành

Đã hoàn thành

Viết báo cáo khoa học về thực

trạng sử dụng Borate trong các

dạng thực phẩm trên địa bàn

thành phố Hồ Chí Minh

Tháng 10/2020 – 11/2020

Đã hoàn thành

-Tổng kết kết quả nghiên cứu

-Viết báo khoa học

-Huấn luyện phương pháp « xác

định hàm lượng Borate trong

thực phẩm bằng phương pháp

ICP-OES », cho ít nhất 10

doanh nghiệp ở thành phố Hồ

Chí Minh

Tháng 10/2020 – 11/2020

Đã hoàn thành

xiv

III SẢN PHẨM KH&CN CỦA NHIỆM VỤ

1 Sản phẩm KH&CN đã tạo ra:

Thực tế đạt được

(MDL: Method Detection Limit)

-Thực phẩm chay (chả chay)

Tổng cộng là 1185 mẫu

Báo cáo 19 quận huyện thuộc TP.HCM

c) Sản phẩm Dạng III:

Theo

kế hoạch

Thực tế đạt được

1 01 Bài báo khoa học

khoa học trong nước

Đã thực hiện

01 bài báo đăng tạp chí Công thương (ISSN 0866-7756), trang 62- 66; số 28, tháng 11/2020

d) Kết quả đào tạo:

Theo kế hoạch Thực tế đạt được

đ) Tình hình đăng ký bảo hộ quyền sở hữu công nghiệp:

xvi

Số

TT

Tên sản phẩm đăng ký

(Thời gian kết thúc)

Theo

kế hoạch

Thực tế đạt được

Bảng cập nhật tháng 11/2020

Trung tâm Dịch Vụ Phân tích Thí nghiệm Tp.HCM

(số 02 Nguyễn Văn Thủ, phường Đakao, Quận 1, Tp.HCM

2 Đánh giá về hiệu quả do nhiệm vụ mang lại:

a) Hiệu quả về khoa học và công nghệ:

- Đưa ra qui trình hoàn thiện để định lượng Borate trong thực phẩm bằng Quang phổ Phát xạ Cảm Ứng Cao Tần Plasma _ICP-OES

- Dữ liệu tổng quan mới nhất về tình hình sử dụng hàn the trong thực phẩm tại Tp Hồ Chí Minh

b) Hiệu quả về kinh tế xã hội:

- Qui trình phân tích mới chính xác với cách chiết đơn giản, tiết kiệm thời gian, nhiên liệu,, hóa chất, bảo vệ môi trường

- Qui trình định lượng được hàm lượng Borate trong thực phẩm với ngưỡng định lượng thấp MQL = 4.5ppm

I Báo cáo tiến độ 02/2020 Đang thực hiện hoàn chỉnh qui trình

II Báo cáo giám định 15/05/2020 Hoàn thiện xong qui trình và phân tích

được 23% mẫu

III Nghiệm thu cơ sở 11/2020 Kiểm borate hoàn tất 1185 mẫu, phân tích

dữ liệu, vẽ biểu đồ và nhận xét

IV Nghiệm thu 12/2020 Hoàn chỉnh bài báo cáo và các sản phẩm

Chủ nhiệm đề tài

(Họ tên, chữ ký)

Thủ trưởng tổ chức chủ trì

(Họ tên, chữ ký và đóng dấu)

xviii

MỤC LỤC

MỤC LỤC xviii

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT xxi

MỤC LỤC BẢNG BIỂU xxii

MỤC LỤC HÌNH ẢNH xxiv

MỞ ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU 5

1.1 Mục tiêu nhiệm vụ 5

1.1.1 Mục tiêu tổng quát 5

1.1.2 Mục tiêu cụ thể 5

1.2 Đối tượng nghiên cứu 5

1.3 Phạm vi nghiên cứu 6

1.4 Ý nghĩa đề tài 6

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 7

2.1 Tổng quan về phụ gia thực phẩm 7

2.1.1 Khái niệm về phụ gia thực phẩm 7

2.1.2 Phân loại phụ gia 7

2.1.3 Lợi ích và rủi ro khi sử dụng phụ gia 8

2.2 Tổng quan về borate 9

2.2.1 Khái niệm 9

2.2.2 Tính chất hoá học 9

2.2.3 Nguy cơ đối với sức khỏe 11

2.3 Tổng quan về kỹ thuật phân tích quang phổ phát xạ nguyên tử plasma 13

2.3.1 Giới thiệu 13

2.3.2 Nguyên tắc hệ thống quang phổ phát xạ nguyên tử plasma ICP-OES 13

2.3.3 Công nghệ hệ thống ICP-OES 14

2.3.4 Thành phần cấu tạo của hệ thống ICP-OES và công dụng 14

xix

2.3.5 Cách quan sát theo cấu hình plasma 16

2.4 Hiện trạng các công trình nghiên cứu liên quan đến nhiệm vụ 17

2.4.1 Nghiên cứu trong nước 17

2.4.2 Nghiên cứu ngoài nước 21

2.5 Đánh giá kết quả các công trình nghiên cứu đã công bố và giải quyết vấn đề 22

2.5.1 Ưu điểm: 22

2.5.2 Hạn chế: 23

2.5.3 Giải quyết vấn đề: 23

2.6 Dự báo khả năng ảnh hưởng của kết quả nghiên cứu về mặt khoa học, về công nghệ, về đào tạo, chính sách và phát triển kinh tế xã hội 24

CHƯƠNG 3 Vật liệu và Phương pháp nghiên cứu 25

3.1 Vật liệu 25

3.2 Phương pháp nghiên cứu 26

3.2.1 Dụng cụ, thiết bị - Hóa chất, thuốc thử 26

3.2.1.1 Dụng cụ, thiết bị 26

3.2.1.2 Hoá chất, thuốc thử 26

3.2.2 Hoàn thiện quy trình phân tích borate 26

3.2.2.1 Qui trình tạo mẫu giả lập 26

3.2.2.2 Phân tích hàm lượng Boron tổng 33

3.2.2.3 Xác định dung môi chiết borate 35

3.2.2.4 Xác định phương pháp chiết borate 36

3.2.2.5 Xác định thời gian chiết borate 36

3.2.2.6 Hiệu suất chiết ở điều kiện tối ưu 36

3.2.2.7 Xác nhận giá trị sử dụng phương pháp 37

3.2.3 Khảo sát hàm lượng borate trong một số dạng thực phẩm trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh 47

3.2.3.1 Phương pháp xác định cỡ mẫu 47

3.2.3.2 Phương pháp chọn mẫu 50

xx

CHƯƠNG 4 KẾT QUẢ VÀ BÀN LUẬN 52

4.1 Kết quả hoàn thiện qui trình phân tích borate 52

4.1.1 Hàm lượng Boron tổng 52

4.1.1.1 Hàm lượng Boron tổng trong nền mẫu nguyên liệu 52

4.1.1.2 Hàm lượng Boron trong mẫu giả lập 53

4.1.2 Kết quả xác định dung môi chiết 54

4.1.3 Kết quả xác định phương pháp chiết 54

4.1.4 Hiệu suất chiết borate theo thời gian 55

4.1.5 Hiệu suất chiết ở điều kiện tối ưu 56

4.2 Xác nhận giá trị sử dụng phương pháp 56

4.2.1 Khoảng tuyến tính và đường chuẩn làm việc 56

4.2.1.1 Khoảng tuyến tính của đường chuẩn 56

4.2.1.2 Giới hạn phát hiện (MDL), giới hạn định lượng (MQL) 59

4.2.1.3 Độ đúng 61

4.2.1.4 Độ chụm 61

4.2.2 Độ không đảm bảo đo mở rộng 62

4.2.3 Phép thử so sánh liên phòng 63

4.3 Kết quả khảo sát hàm lượng borate trong một số dạng thực phẩm trên địa bàn thành phố Hồ Chí Minh 65

4.3.1 Tỉ lệ phát hiện borate theo nền mẫu 65

4.3.2 Tỉ lệ phát hiện borate theo hàm lượng 65

4.3.3 Kết quả phân tích borat trên các mẫu tại các Quận huyện 66

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 69

5.1 Kết luận 69

5.2 Kiến nghị 70

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

xxi

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT

TTDVPTTN Trung Tâm Dịch Vụ Phân Tích Thí Nghiệm Thành

Phố Hồ Chí Minh

Phố Hồ Chí Minh ICP – OES Thiết bị quang phổ phát xạ cảm ứng cao tần plasma

ATTP TP Ban Quản Lý An Toàn Thực Phẩm Thành Phố Hồ

Chí Minh

UV-VIS Thiết bị quang phổ hấp thu phân tử

XNGTSDPP Xác nhận giá trị sử dụng cửa phương pháp hóa học

VYTCC TPHCM Viện Y Tế Công Cộng Thành Phố Hồ Chí Minh

QUATEST 3 Trung tâm Kỹ thuật Tiêu chuẩn Đo lường Chất

lượng 3

xxii

MỤC LỤC BẢNG BIỂU

Bảng 2.1 Báo cáo của WHO về hàm lượng Boron tự nhiên 10 Bảng 2.2 Thống kê hàm lượng borate đã phân tích tại CASE 19 Bảng 2.3 Kết quả kiểm tra borate của Ban An toàn Thực phẩm Thành phố Hồ Chí Minh (2018) 21 Bảng 3.1 Nguyên liệu tạo mẫu giả lập 31 Bảng 3.2 Hàm lượng Borate thêm vào mẫu giả lập 32 Bảng 3.3 Quy định giá trị độ lặp lại và độ tái lặp theo hàm lượng chất phân tích 43 Bảng 3.4 Giá trị độ lặp lại và độ tái lặp theo nồng độ khảo sát tính theo Horwitz 44 Bảng 3.5 Quy định giá trị hiệu suất thu hồi theo hàm lượng chất phân tích 45 Bảng 3.6 Bảng tính toán cỡ mẫu giai đoạn 1 (GĐ 1) trước báo cáo giám định 48 Bảng 3.7 Bảng tính toán cỡ mẫu giai đoạn 2 (GĐ 2) sau báo cáo giám định 49 Bảng 3.8 Bảng tính toán lượng mẫu cần lấy ở GĐ 2 49 Bảng 3.9 Tổng lượng mẫu cần lấy cho từng nền mẫu 49 Bảng 3.10 Qui ước mã hoá thông tin mẫu 51 Bảng 4.1 Kết quả Boron tổng trong nền mẫu nguyên liệu 52 Bảng 4.2 Kết quả Boron tổng trong mẫu giả lập 53 Bảng 4.3 Hiệu suất chiết borate khi sử dụng H 2 O và HCl làm dung môi chiết 54 Bảng 4.4 Hiệu suất chiết Borate bằng cách lắc với H 2 O và để yên trong 1 giờ 54 Bảng 4.5 Hiệu suất chiết Borate bằng kĩ thuật ngâm chiết với nước theo thời gian 55 Bảng 4.6 Hiệu suất chiết B theo hàm lượng Borate trong mẫu chả lụa 56 Bảng 4.7 Thông số đường chuẩn B 57

xxiii

Bảng 4.8 Hiệu suất thu hồi và độ lặp lại khi thêm chuẩn borate ở hàm lượng MQL 60 Bảng 4.9 Hiệu suất thu hồi tại các nồng độ khảo sát 61 Bảng 4.10 Độ lặp lại tại các nồng độ khảo sát 61 Bảng 4.11 Độ tái lặp tại các nồng độ khảo sát 62 Bảng 4.12 Độ không đảm bảo đo mở rộng 63 Bảng 4.13 Kết quả phân tích borate tại CASE và QUATEST 3 63 Bảng 4.14 Kết quả phân tích borate tại CASE và VYTCC TPHCM theo phương pháp định lượng vừa được nhóm nghiên cứu hoàn thiện 64 Bảng 4.15 Tỉ lệ mẫu có sử dụng borate theo nền mẫu 65 Bảng 4.16 Tỉ lệ phát hiện borate theo hàm lượng 65 Bảng 4.17 Tỷ lệ mẫu có sử dụng borate tại các Quận huyện 66 Bảng 4.18 Tỉ lệ mẫu có borate theo khu vực 67

xxiv

MỤC LỤC HÌNH ẢNH

Hình 2.1 Cấu tạo hệ thống quang phổ ICP-OES 14 Hình 3.1 Các loại thực phẩm chúng tôi khảo sát 25 Hình 3.2 Sơ đồ tóm tắt qui trình tạo mẫu giả lập 27 Hình 3.3 Sơ đồ xác định nguồn không đảm bảo đo 46 Hình 4.1 Khoảng tuyến tính của đường chuẩn B 57 Hình 4.2 Đường chuẩn làm việc của phương pháp từ 0,02 – 1,0 ppm 58 Hình 4.3 Đường chuẩn làm việc của phương pháp từ 0,5 – 5,0 ppm 58

1

SƠ ĐỒ BÁO CÁO TỔNG HỢP NHIỆM VỤ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ

2

MỞ ĐẦU

Trong xã hội hiện đại ngày nay, cuộc sống con người ngày càng được cải thiện về vật chất lẫn tinh thần Do vậy, nhu cầu về sức khỏe càng được con người quan tâm nhiều hơn Hiện nay, nhiều quốc gia trên thế giới trong đó có Việt Nam đã và đang phải đối mặt với tình trạng ô nhiễm thực phẩm Vấn đề này ngày càng trở nên cấp bách bởi tốc độ và phạm vi ô nhiễm ngày càng gia tăng Trong đó, ô nhiễm thực phẩm do chất độc hóa học gây ra đang ở tình trạng báo động, do số lượng và chủng loại hóa chất ngày càng đa dạng và khó kiểm soát

Trong chế biến thực phẩm, phụ gia là thành phần có vai trò quan trọng góp phần tạo ra nhiều sản phẩm phù hợp với sở thích và khẩu vị của người tiêu dùng, đồng thời giữ được chất lượng toàn vẹn của thực phẩm cho đến khi sử dụng Ngoài ra, phụ gia thực phẩm còn giúp quá trình sản xuất, chế biến thực phẩm trở nên dễ dàng hơn đồng thời làm tăng giá trị thương phẩm và kéo dài thời gian

sử dụng thực phẩm Tuy nhiên, nếu sử dụng phụ gia thực phẩm không đúng quy định có thể gây ngộ độc cấp tính hoặc khi liều lượng dùng quá giới hạn cho phép trong thời gian dài sẽ gây ngộ độc mãn tính cho người sử dụng Hơn nữa, nếu dùng với thời gian kéo dài, liên tục với liều thấp hơn, nguy cơ gây hình thành khối u, ung thư, đột biến gen, quái thai, làm ảnh hưởng tới chất lượng cuộc sống.[11]

Ở nước ta, tình trạng vi phạm các quy định về sử dụng phụ gia trong chế biến thực phẩm, kể cả sử dụng phẩm màu công nghiệp cũng như các phụ gia ngoài danh mục Bộ Y tế cho phép diễn ra khá phổ biến và đã được cảnh báo trong nhiều năm ở nhiều địa phương Những tác hại do các phụ gia thực phẩm gây ra thường không xảy ra cấp tính, rầm rộ, nguy kịch mà diễn biến lâu dài do

3

tích lũy trong cơ thể, các biểu hiện lâm sàng âm thầm nên không được quan tâm chú ý

Vào đầu những năm 1900, một số nhà khoa học bắt đầu đặt câu hỏi về sự

an toàn của việc sử dụng một lượng lớn axit boric và borate trong thực phẩm Vào giữa những năm 1920, nhiều quốc gia bắt đầu lập pháp chống lại việc sử dụng các chất phụ gia này trong thực phẩm do độc tính của loại phụ gia này Năm 1961, Ủy ban chuyên gia FAO/WHO về phụ gia thực phẩm (JECFA) đã kết luận rằng axit boric và borate không được dùng làm phụ gia thực phẩm Tuy nhiên, chúng vẫn được phép sử dụng trong trứng cá muối trong Liên minh châu Âu.[27]

Ngày nay, việc sử dụng chúng trong thực phẩm không được phép ở nhiều quốc gia như Trung Quốc, Hong Kong, Úc, New Zealand, Canada và Malaysia Borate bị cấm ở Mỹ và Nhật Bản trên 0,5 mg/kg[22] Tại Anh, acid boric bị cấm sử dụng làm chất bảo quản vào năm 1925[24, 31] Năm 1974, Thái Lan chính thức cấm borate dùng làm chất bảo quản[28, 31] Từ năm 1998, Bộ y tế Việt Nam đã cấm sử dụng borate trong lĩnh vực thực phẩm theo quyết định số 867/1998/QĐ- BYT ngày 4/4/1998.[3]

Trong những năm gần đây, tại các tỉnh, thành phố số liệu khảo sát về borate trong thực phẩm giò chả, mì sợi, bánh cuốn, bánh giò,… đã cũ và số lượng mẫu tương đối ít (từ vài chục đến hơn trăm mẫu, số liệu đã cũ từ trước 2016) Tại Thành phố Hồ Chí Minh vẫn chưa có cuộc khảo sát tổng quan và qui

mô về mức độ sử dụng borate trong các nhóm thực phẩm như thịt, cá, mì sợi, thực phẩm chay

Một số đề tài chỉ định tính[6-8, 13] và bán định lượng[6, 13] bằng phương pháp kiểm tra nhanh bằng giấy nghệ, borate trong thực phẩm Ngoài ra, borate

4

có thể được định lượng bằng phương pháp so màu UV-VIS với thuốc thử curcumin[25], tuy nhiên nhược điểm của phương pháp là chịu ảnh hưởng bởi các chất oxy hóa và các ion kim loại Các năm qua, tại CASE kiểm tra borate trên các mẫu khách hàng trong các dạng mẫu bánh phở, bún, bánh cuốn đã cho kết quả âm tính, ngược lại hàm lượng borate có trong giò sống, chả lụa, mì sợi thì vẫn ở mức cao, khó kiểm soát Hiện nay, tại Việt Nam vẫn chưa có phương pháp để định lượng borate trong thực phẩm một cách chính xác và nhanh chóng, khắc phục những nhược điểm của UV-Vis

Những năm qua, Ban Quản lý An toàn thực phẩm thành phố Hồ Chí Minh

đã lấy mẫu kiểm tra về an toàn thực phẩm rất nhiều nhưng tỉ lệ mẫu kiểm borate còn ít, nên cần có một khảo sát chuyên sâu về chất này

Chính vì những tồn tại và hạn chế trên, cho nên nhiệm vụ “Hoàn thiện qui trình phân tích Hàn the (borate) bằng kỹ thuật ICP – OES và khảo sát hàm lượng borate trong một số loại thực phẩm trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh” là thật sự cần thiết

1.1.2 Mục tiêu cụ thể

Xác định điều kiện tối ưu của các yếu tố ảnh hưởng chính đến qui trình xử

lý mẫu: dung môi chiết, phương pháp chiết và thời gian chiết

Xác nhận giá trị sử dụng của qui trình phân tích borate trên thiết bị quang phổ phát xạ nguyên tử plasma ICP – OES trên các nền mẫu giả lập: chả lụa; chả cá; mì sợi; chả chay

Khảo sát hàm lượng borate trong các dạng thực phẩm trên địa bàn Thành phố Hồ Chí Minh

Hình thành một số dữ liệu bao quát, thực tế, mới nhất về tình hình sử dụng borate trong sản phẩm thịt, cá, mì sợi và thực phẩm chay tại một số chợ, quán

ăn, quầy bán thực phẩm nhỏ lẻ thành phố Hồ Chí Minh trong năm 2019 – 2020 Đưa ra cảnh báo về xu hướng sử dụng borate trong các dạng thực phẩm này

1.2 Đối tượng nghiên cứu

- Chả lụa

- Chả cá

- Mì sợi

- Chả chay

về xu hướng sử dụng borate trong các dạng thực phẩm mới

Kết quả nghiên cứu sẽ giúp cơ quan chức năng có những nhận định sát thực nhất về khả năng người dân đã nhận thức và thay đổi thói quen sử dụng borate trong thực phẩm hay chưa, nhằm tăng cường thông tin về thực phẩm thay thế borate trong chế biến đến các cơ sở sản xuất thực phẩm còn sử dụng borate, đồng thời cơ quan nhà nước tìm cách giáo dục, hướng dẫn cách sử dụng chất thay thế này cho người trực tiếp chế biến Nặng hơn có thể chế tài, xử phạt nếu người chế biến không tuân thủ, không được phép sử dụng borate trong thực phẩm

7

CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN 2.1 Tổng quan về phụ gia thực phẩm

2.1.1 Khái niệm về phụ gia thực phẩm

Theo Uỷ ban Tiêu chuẩn hoá thực phẩm quốc tế (Codex Alimentarius Comission – CAC), phụ gia thực phẩm là một chất, có hay không có giá trị dinh dưỡng, mà bản thân nó không được tiêu thụ thông thường như một thực phẩm và cũng không được sử dụng như một thành phần của thực phẩm, việc chú ý bổ sung chúng vào thực phẩm để giải quyết mục đích công nghệ trong sản xuất, chế biến, bao gói, bảo quản, vận chuyển thực phẩm, nhằm cải thiện kết cấu hoặc đặc tính kỹ thuật của thực phẩm đó Phụ gia thực phẩm không bao gồm các chất

ô nhiễm hoặc các chất độc bổ sung vào thực phẩm nhằm duy trì hay cải thiện thành phần dinh dưỡng của thực phẩm

Như vậy, phụ gia thực phẩm không phải là thực phẩm, mà nó được bổ sung một cách chủ ý, trực tiếp hoặc gián tiếp vào thực phẩm cải thiện cấu kết hoặc đặc tính kỹ thuật của thực phẩm đó Phụ gia thực phẩm tồn tại trong thực phẩm như một thành phần của thực phẩm với một giới hạn tối đa cho phép được quy định.[18]

2.1.2 Phân loại phụ gia

Hiện nay, tại Việt nam phụ gia thực phẩm được Bộ Y tế phân loại thành

23 nhóm[5] với 337 loại phụ gia thực phẩm

Các nhóm phụ gia thực phẩm cụ thể như sau:

Chất điều chỉnh độ acid Chất làm bóng

Chất điều vị Chất làm đầy

8

Chất ổn định Chất làm ẩm

Chất bảo quản Chất làm rắn chắc

Chất chống đông vón Chất nhũ hoá

Chất chống oxy hoá Phẩm màu

Chất chống tạo bọt Chất tạo bọt

Chất độn Chất tạo phức kim loại

Chất ngọt tổng hợp Chất tạo xốp

Chế phẩm tinh bột Chất xử lý bột

Chất đẩy khí

2.1.3 Lợi ích và rủi ro khi sử dụng phụ gia

Phụ gia thực phẩm nếu sử dụng đúng liều lượng, sử dụng chất phụ gia phù hợp với từng loại đối tượng thực phẩm, sẽ có rất nhiều lợi ích phù hợp với tính chất của từng loại phụ gia Nhóm phụ gia dinh dưỡng khi thêm vào thực phẩm

sẽ làm tăng giá trị dinh dưỡng cho thực phẩm đó, như bổ sung thêm các vitamin, khoáng chất cần thiết vào sản phẩm sữa.[15]

Trong chế biến thực phẩm, còn dùng chất chống oxy hoá để bảo quản thực phẩm tránh bị ôi hoá, hoặc mất màu như hạt ngủ cốc khô, dầu, mỡ, dầu giấm xà lách… nhờ đó, thực phẩm có thể giữ được lâu, vận chuyển xa

Các loại chất gia vị giúp làm nổi bật hương vị sẵn có trong thực phẩm, màu thực phẩm khi thêm vào thực phẩm sẽ giúp chúng trở nên bắt mắt hơn, ngon hơn, đáp ứng nhu cầu của người tiêu dùng

9

Bên cạnh, lợi ích của phụ gia thực phẩm về mặt dinh dưỡng và cảm quan thì việc sử dụng phụ gia vào mục đích giảm giá thành sản phẩm, giúp gia tăng khả năng cạnh tranh cho doanh nghiệp Ví dụ như sử dụng các loại đường hoá học như – Aspartame, Acesulfame K, Sucralose – có độ ngọt cao hơn so với đường mía truyền thống nhưng giá thành rẻ hơn

Tuy nhiên, nếu sử dụng phụ gia thực phẩm không đúng chủng loại được phép dùng trong thực phẩm; hay sử dụng phụ gia thực phẩm nằm ngoài danh mục quy định sẽ gây ra những tác hại cho sức khoẻ, như:

Gây ngộ độc cấp tính: khi dùng quá liều cho phép

Gây ngộ độc mãn tính: khi dùng liều lượng nhỏ, thường xuyên, liên tục, một số chất phụ gia tích luỹ trong cơ thể, gây tổn thương lâu dài, như borate…

2.2 Tổng quan về borate

2.2.1 Khái niệm

Borate là chất cấm sử dụng trong chế biến thực phẩm vì ảnh hưởng xấu đến sức khỏe con người Tuy nhiên, borate vẫn thường được sử dụng như phụ gia vì những mục đích riêng như làm cho thực phẩm giòn, dai, giữ màu và bảo quản được lâu hơn

2.2.2 Tính chất hoá học

Borate có tên khoa học là sodium tetraborate decahydrate, với công thức hoá học là Na2B4O7.10H2O, CAS:1303-96-4, trọng lượng phân tử 381,42 g/mol Borate có màu trắng đục, bột kết tinh, vị hơi nồng và có mùi bốc mạnh

10

Tan nhiều trong nước, tan đáng kể trong Glyxerin, hầu như không tan trong rượu Borate khi tan trong nước hoặc trong không khí ẩm, borate cũng có thể bị phân hủy tạo ra axit Boric theo phản ứng:

Na2B4O7 + 7H2O = 4H3BO3 + 2NaOH

B có tự nhiên trong thực phẩm dưới dạng borate (B4O72-) hoặc dạng axit boric Axit boric và borate có tự nhiên trong nước và đất Cây trồng hút B chủ yếu ở dạng ion B4O72-, HBO32- và BO33- Nguồn phong phú nhất của B là trong trái cây, các loại rau lá, cây họ đậu, các loại hạt Rượu, rượu táo và bia cũng chứa một lượng cao B Các sản phẩm sữa, cá, thịt và hầu hết các loại ngũ cốc là những nguồn thực phẩm nghèo B

Bảng 2.1 Báo cáo của WHO về hàm lượng Boron tự nhiên trong một số loại

11

hấp thu từ chế độ ăn uống hàng ngày của con người là 1,2 mg B Chế độ ăn uống lành mạnh nếu hàm lượng B hấp thu hàng ngày trong khoảng 1,0 – 13 mg B/ ngày (theo WHO)

Công dụng của borate

Borate có tính khử trùng và trừ sâu rầy nhẹ, nên thường được sử dụng trong sản xuất thuốc sát trùng y tế Khi tiếp xúc với nước, borate còn hút nước hay gọi là ngậm nước để được bảo hòa với 12 phân tử nước Vì thế, hiện nay borate còn được sử dụng như một chất phụ gia để chống ẩm và không biến bột giặt đóng cục theo thời gian vì độ ẩm cao trong không khí Ngoài ra, borate còn được dùng để khử nước “cứng” vì chứa nhiều CaCO3 trong kỹ nghệ bột giặt Khi borate được sử dụng trong thực phẩm, nó sẽ hạn chế sự phát triển của

vi khuẩn, nấm mốc nên thực phẩm lâu bị hỏng Đối với các sản phẩm được chế biến từ thịt, có tác dụng làm giảm tốc độ khử oxy của sắc tố myoglobin trong các sợi cơ của thịt nạc nên duy trì được màu sắc tươi nguyên của thịt Ngoài ra, còn giữ và tăng tính ổn định của các phân tử protêin nên sản phẩm sẽ cứng, dai giòn, đàn hồi Với các sản phẩm chế biến từ tinh bột (glucid), borate làm mềm mạch amiloza nên sản phẩm cũng sẽ cứng, dai giòn, đàn hồi.[11]

2.2.3 Nguy cơ đối với sức khỏe

Trong cơ thể người, borate tập trung vào óc và gan nhiều nhất rồi đến tim, phổi, dạ dày, thận, ruột[12] Khi borate được sử dụng làm thuốc khử trùng trong

y tế, thì khi tiếp xúc qua đường thực quản, cơ thể sẽ cảm thấy khó chịu như bị

dị ứng và có thể đưa đến tử vong khi hấp thụ một liều lượng lớn Qua đường khí quản, da hoặc mắt, cơ thể cũng có phản ứng tương tự nhưng nhẹ hơn

12

Ngoài ra, khi sử dụng thực phẩm có chứa nhiều borate có thể làm thoái hóa

cơ quan sinh dục, gây tổn thương gan, thoái hoá cơ làm suy yếu khả năng sinh sản và gây thương tổn cho bào thai Acid boric còn có tác dụng ức chế thực bào nên làm giảm sức đề kháng của cơ thể Chính do đặc tính gắn kết với thực phẩm của borate mà nó làm cho thực phẩm khó được tiêu hóa hơn bình thường rất nhiều

Borate khi sử dụng được đào thải phần lớn qua nước tiểu (81%), qua tuyến mồ hôi (3%), qua phân (1%), còn lại tích lũy trong cơ thể (15%) ở các mô, không được đào thải.[11]

Trẻ em sử dụng borate, lâu ngày sẽ dẫn đến sự phát triển chậm trong tuổi trưởng thành Nguy hiểm hơn, nếu uống nhầm acid boric 1 – 2 (g/kg) thể trọng thì sẽ chết sau 19 giờ đến 7 ngày.[12]

Phụ nữ bị nhiễm độc mãn tính do borate thì vết Bo có thể được thải trừ qua nhau thai và sữa, có thể gây nhiễm độc tới thai nhi và trẻ nhỏ

Ở người trưởng thành, liều lượng 4 – 5g acid boric/ngày thấy kém ăn và khó chịu toàn thân Với liều lượng 3g acid boric/ngày cũng thấy các hiện tượng trên nhưng chậm hơn, liều lượng 0,5g/ngày trong vòng 50 ngày cũng thấy như trên Liều trung bình gây chết 50% động vật thí nghiêm (LD50)đường uống ở chuột là 2660 mg/kg (Merck) Trong một số nghiên cứu khác trên chuột cống trắng, hiện tượng teo tinh hoàn, gây vô sinh với hàm lượng 100mg Bo (H.Gounelle & C.Boudène 1967).[12]

Ở nồng độ thấp, borate có thể được chuyển đổi thành axit boric trong cơ thể trước khi hấp thụ Ở người, người ta tin rằng các phản ứng bất lợi liên quan đến liều thấp axit boric mỗi ngày dường như không xảy ra Tuy nhiên, tiếp xúc

Kỹ thuật quang phổ phát xạ plasma kết hợp cảm ứng cao tần (ICP-OES)

là một kỹ thuật phân tích nguyên tố lấy tín hiệu phổ phát xạ của các nguyên tố được kích thích trong hệ thống tạo plasma nhiệt độ cao

2.3.2 Nguyên tắc hệ thống quang phổ phát xạ nguyên tử plasma ICP-OES

ICP-OES là hệ thống kết hợp quang phổ phát xạ plasma và hệ thống cảm ứng cao tần Hệ thống cảm ứng cao tần sẽ tạo ra plasma với nhiệt độ rất cao Plasma sẽ nguyên tử hóa và ion hóa các nguyên tố có trong dung dịch mẫu đồng thời kích thích các nguyên tử và ion này Khi một nguyên tử hoặc ion bị kích thích, các electron của nguyên tử hoặc ion đó di chuyển từ mức năng lượng thấp lên mức năng lượng cao hơn Sau đó các electron này trở về trạng thái ban đầu của chúng, tại thời điểm này năng lượng được phát ra dưới dạng các photon Các photon phát ra ở các bước sóng đặc trưng cho các phần tử tương ứng của chúng

Một nguyên tố có thể có nhiều mức kích thích điện tử, do đó có thể có nhiều bước sóng đặc trưng Hệ thống ICP-OES tận dụng phổ phát xạ đặc trưng của từng nguyên tố để xác định và định lượng chúng

Ứng dụng của phương pháp ICP-OES

14

ICP-OES là kỹ thuật được lựa chọn sử dụng cho nhiều ứng dụng khác nhau, bao gồm những ứng dụng trong phân tích các ngành: thực phẩm, môi trường, luyện kim, địa chất, hóa dầu, dược phẩm, nghiên cứu vật liệu

2.3.3 Công nghệ hệ thống ICP-OES

Mẫu (chất lỏng) được đưa vào plasma và hệ thống quang học (máy quang phổ) được sử dụng để tách các bước sóng ánh sáng đặc trưng của nguyên tố, tập trung ánh sáng phân giải vào máy dò một cách hiệu quả nhất có thể Máy quang phổ bao gồm hai phần thiết bị trước quang và bộ tách đơn sắc hoặc đa sắc Khi ánh sáng thoát ra khỏi bộ tách đơn sắc hoặc đa sắc, được tập trung vào máy dò

và các tín hiệu dẫn xuất được xử lý để định lượng thành phần nguyên tố

Hình 2.1 Cấu tạo hệ thống quang phổ ICP-OES[2]

2.3.4 Thành phần cấu tạo của hệ thống ICP-OES và công dụng

❖ Plasma

Để quá trình phát xạ có thể xảy ra, dung môi trong mẫu được hòa tan phải được làm bay hơi Ngoài ra, phần còn lại của mẫu phải được hóa hơi và các

15

phân tử hiện có tách thành các nguyên tử tự do Đây là tất cả các nhiệm vụ của

bộ phận plasma trong hệ thống ICP-OES

Plasma ICP-OES là một chất khí (thường là argon) đã bị ion hóa đáng kể bên trong trường tần số vô tuyến dao động (RF) Trường RF làm cho các ion khí dao động, điều này dẫn đến nhiệt độ cực cao Nhiệt độ được tạo bên trong plasma có thể lên tới 10.000K Một ví dụ về trạng thái giống như plasma trong

❖ Hệ thống quang học đa sắc (polychromator)

Thông thường nhất, các thiết kế quang học dựa trên nền tảng echelle được

áp dụng để tạo ra phổ phát xạ điển hình của ICP-OES Chúng bao gồm một lưới echelle và lăng kính với nhiều gương tập trung

Thay vì một bộ quang học đơn sắc chỉ có một bước sóng được quan sát tại một thời điểm, một hệ thống quang học đa sắc có thể được sử dụng để xác định đồng thời nhiều yếu tố trong một mẫu Phát minh này đồng thời cải thiện tính

ổn định của phân tích, giảm tiêu thụ mẫu và tổng thời gian phân tích đáng kể Khi ánh sáng từ plasma đi vào hệ thống quang học, toàn bộ ánh sáng sẽ được tập trung chọn lọc thông qua một khe Ánh sáng được tập trung vào cách

16

tử Cách tử phân tách ánh sáng theo bước sóng trong một chiều duy nhất và ở

độ phân giải thấp Một tấm lưới echelle làm tách ánh sáng ra khỏi cách tử ở chiều thứ hai Điều này tạo ra phổ hai chiều, độ phân giải cao, được gọi là echellogram Sau khi đi qua các phần tử quang học này, một chiếc gương thu thập và tập trung quang phổ phân tán hoàn toàn vào đầu dò của máy

❖ Máy dò

Trước đây cường độ ánh sáng được đo bằng ống nhân quang của công nghệ quang học (photomultiplier) Hiện nay người ta sử dụng các thiết bị chuyển điện tích trạng thái rắn (solid-state charge transfer devices – CTD) làm đầu dò sử dụng cho ICP-OES Tùy thuộc vào cấu trúc của bộ dò và cách xử lý tín hiệu, hai loại CTD được sử dụng: thiết bị phun sạc (charge injection devices – CID) và thiết bị ghép sạc (charge coupled devices – CCD)

2.3.5 Cách quan sát theo cấu hình plasma

Trong ICP-OES, plasma thường có thể được quan sát theo hai cách: Cách cơ bản nhìn xuyên tâm, có nghĩa là quan sát mặt cắt ngang plasma từ bên cạnh

Nhìn dọc trục, có nghĩa là quan sát plasma từ đầu và dọc theo toàn bộ chiều dài của plasma

Cách nhìn xuyên tâm cung cấp độ nhạy thấp hơn cách nhìn dọc trục nhưng lại tốt hơn là khi phân tích các mẫu khó như chất hữu cơ hoặc lượng chất rắn hòa tan rất cao Plasma được nhìn dọc trục cung cấp độ nhạy cao hơn so với xuyên tâm Tuy nhiên, do plasma được quan sát dọc theo toàn bộ chiều dài của

nó, nên lượng ánh sáng quan sát được từ cả phát xạ chất phân tích và nền được tăng lên Do đó, chế độ này bị nhiễu phổ nền nhiều hơn